这座污水厂不仅没臭味，“屋顶”上还建了个公园
来源:dy.163.com | 发布时间:2020-10-20 10:10:19 | 浏览次数：731
出品 | 网易新闻
作者 | 须臾千秋，清华大学土木工程博士
在北京西南部，有这样一个地方，它从地上看是一座湿地公园，但在其地下，其实“隐藏”着一座水处理厂，这就是槐房再生水厂。
（槐房再生水厂）
（一）用水安全，是关系到一座城市生死存亡的大事
北京是一座极度缺水的城市。
华北平原北部属于半干旱气候区，降水量少，但人口却十分密集，这使得北京的人均水资源占有量仅为世界平均水平的3%，流失的水资源很难从其他地方补充回来。可以说，在北京，每一滴水都极为宝贵。
但是在过去，由于水资源整体规划的混乱，和污水处理能力的缺乏，大量的城市污水经过简单处理后被直接排放，这相当于加剧了北京水资源的流失。
这样的用水模式，在长期发展中是不可持续的。
而且，与化石能源、矿产等资源不同，水本就是一种可再生资源，只要经过妥善的处理，让水资源得以循环使用，即使是较少的水资源也可以实现很大的作用。
如何不把水资源白白排放走，而是让它留在北京呢？这就需要对城市污水进行严格、系统的处理。位于公益西桥南侧的槐房再生水厂，就是干这个的。
（二）表面上看起来是个公园，实际却地下“暗藏玄机”
槐房再生水厂于2014年8月动工建设，2016年10月开始通水运行，是北京市第一座全地下再生水厂，也是亚洲最大的主体处理工艺全部处于地下的再生水厂工程。
建成后的槐房再生水厂在满负荷运转的情况下，可处理200万个家庭排放的污水，每年将2亿立方米的污水转化为可利用的再生水，这个水处理量相当于100个昆明湖，堪称北京“地下水城”。
再生水厂工程东西最长达805米，南北最宽处为519米，包括45个建、构筑物。地下部分占地面积16.22万平方米，为地下两层、局部（管廊）地下三层。水厂的地面则被建设成了槐房湿地保护区。因此，对于不明真相的围观群众而言，这里只不过是一座湿地公园。
其实，就在湿地公园的地下，槐房水厂的处理水规模达到60万立方米/日，管着西起西山八大处，东至展览馆路，北起长河，南至丰台的137平方公里流域面积。再生水处理系统采用世界先进技术，出水水质达到国家地表水环境IV标准。
与此同时，厂区内还采用热水解+消化+板框脱水的污泥处理工艺，实现污泥无害化处置。
（槐房再生水厂表面上只是一座湿地公园，其处理后的再生水可以用于湿地公园养锦鲤）
那么，槐房再生水厂究竟是怎么处理污水的呢？
污水进入处理厂后，先经过粗格栅去除3厘米以上杂物，然后经过回转格栅去除1厘米以上杂物，细格栅去除4毫米的杂物，曝气沉砂池去除2毫米的杂物……每一个池、每一种设备去除不同尺寸的杂物。
初沉池里安装了32台刮泥机，每台长65米，此处的污泥与后面膜池的污泥将运进泥区，与废水分开进行处理。
污水在膜格栅去除0.5毫米的杂物后，通过管道进入可装60万立方米污水的4个MBR生物池，经过池中微生物的反应，可以大幅降低污水中的氨氮、磷等元素，同时，采用MBR膜过滤处理工艺对污水进行处理。
这种膜由千分之一发丝细的膜丝组成，1280组膜组器如同1280把‘筛子’，只让20纳米以下分子通过。细菌、病毒等有害物质直径都大于20纳米，基本被筛除了。
浑浊的污水经过这一“筛”，立即变成清水，再经臭氧接触池和紫外消毒间的双重消毒，全部指标达到地表IV类的再生水后，再进入清水池。
这些再生水并不会作为自来水进入千家万户供人饮用，而是主要供给工商业用水、地上湿地公园等。
这部分市政和工业用水需求量大，但对水的质量标准需求没有饮用水那么高，使用槐房水厂的再生水，可以节省出大量高标准的、价格昂贵的自来水供给其他用途使用。
在净化水的同时，槐房水厂同时还会生产出大量的污泥。这些污泥又脏又臭，但只要经过妥善的处理，就是非常宝贵的资源。
水厂采用热水解＋厌氧消化工艺处理污泥，可提高沼气产量，收集沼气进入沼气锅炉，产生的热量可用于污泥的热水解，实现了系统内能量的循环利用，剩余的沼气还可用于发电。
经过板框深度脱水的污泥，可用于园林绿化，资源利用的同时也减少了污泥处置量。
（污泥处理装置）
由于水厂布置在地下，处于全封闭状态，生产运营过程无异味、无噪音，对周边居民不仅没有影响，而且地上的景观公园还为周边居民的生活带来了便利。
通过合理的规划，槐房再生水厂占地面积仅为同规模再生水厂的65%。
水厂采用中水源热泵系统为水厂供能，利用污水中的能量用于厂区的集中供热供冷，可节约大量的一次能源。水源热泵系统实现零污染，零排放，绿色环保，较之天然气热源每年节约标准煤240吨。
（三）全封闭地下再生水厂的建设究竟难在哪儿？
槐房再生水厂是亚洲最大的全封闭式地下再生水厂，给中国城镇的污水回收、处理和再利用状况带来革命性的变化。
16万平方米的超大基坑、220万立方米土方工程、48万立方米的混凝土浇筑、72890吨的钢筋使用量，总施工面积45万平方米，这些数据都是中国水务工程之最。
要在22个月内完成全亚洲最大再生水厂的建设，靠传统的施工作业方式是不可能做到的，必须要有高效的精细化施工管理。
在正式开工的5个月前，槐房项目的BIM工作室已经开始建模，在BIM平台上多次模拟施工后，预先出台了最优化的施工方案。工序安排、23台塔吊的位置、11个施工区的关系、管线安装顺序、预留空间大小、月计划、周计划、日计划都有周密的布置。
（施工中的水厂）
这种高效贯穿于水厂施工的每一道工序当中。
在土方施工中，护坡桩施工与土方工程穿插进行。
一百多辆绿标车晚上6点进场，一直排到坑内，12台挖掘机开足马力，平均4分钟便可装满一辆车，依次从南面三个出口运出现场。
同时，洗轮机不间断地清洗进出运输车，两台洒水车24小时不停地洒水，10名工人时刻清扫现场及外面的马路，所有运土车必须在早上6点前驶出现场。施工面精细测算到米，时间精确到分钟。
主体结构建设中，初沉池、清水池、生物池、膜池、抗拔桩和结构施工相交而行，泵车和地泵配合使用，确保混凝土浇筑的速度。
生物池单体尺寸长达112米，项目速度在中间留了道，从两侧浇筑混凝土，提高了效率。
这些都要归功于BIM的预施工打下的基础。
在建筑质量方面，工程师们也采用了许多信息化的技术手段。
大体积混凝土结构容易因为温升不均而导致裂缝，因此在混凝土中，技术人员安装了160个监测点，埋入400多米长的光缆，时刻监测混凝土内的结构应力和温度变化。只要混凝土内部与表面温度超过20℃，工程师的手机上就会被发送预警信息，提醒采取降温措施。
监测数据还会与BIM模拟施工进行对比，积累数据和经验。
（槐房地下再生水厂MBR区域——地面的盖板下就是膜池）
相比起传统的地上水厂，地下水厂的一大劣势是土建费用过高。客观上，地下空间的基坑支护、水池抗浮、防水防腐等措施都比常规水池投入大。但经过合理的规划，槐房再生水厂有效并充分利用了地下的空间，使其最小化，最终有效降低了地下水厂的土建费用。
结语
槐房再生水厂工程只是一个成功的开始，在接下来的三年里，全市新建、改造污水管线1081公里，新建再生水管线472公里，升级改造污水处理厂14座，新建再生水厂27座。
到2019年底，北京全市的污水处理率达94%，中心城区和北京城市副中心的建成区基本实现污水全处理，全市再生水利用量达到11亿立方米。
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